Наглядно это продемонстрируем на рисунке 1.
Рисунок 1 - Влияние работы электрического бака-аккумулятора на выравнивание графиков нагрузки
Факультет: Физико-металлургический
Специальность: Энергетический менеджмент
К вопросам изучения исходных данных и требований действующих норм прежде всего относится вопрос изучения тепловой инерции здания. Рассмотрим типовой проект 5-ти этажного 6-ти секционного 89 квартирного панельного жилого дома.
Характеристиками тепловой инерции здания являются:
Для определения необходимого количества тепла, идущего на отопление здания, находим тепловые потери через наружные ограждения по формуле (1).
где Q - количество теплоты, проходящей через ограждения, Вт; А - площадь ограждающей конструкции, м2; tв - температура внутри помещения, 0С; tн - температура наружной поверхности ограждающей конструции, 0С; R0 - фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2 0С)/Вт.
Фактическое сопротивление теплопередаче для многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2).
где Lв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/(м2 0С); 1/Lв - сопротивление тепловосприятию у внутренней поверхности, (м2 0С)/Вт; Ri - термическое сопротивление соответствующего iго слоя ограждения, (м2 0С)/Вт; Lн - коэффициент теплоотдачи зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 0С); 1/Lн- сопротивление теплопередачи у наружной поверхности, (м2 0С)/Вт.
Примерное соотношение тепловых потерь, установленное в ходе исследования , приведено в таблице 1.
| Название ограждающей конструкции | Доля тепловых потерь,% | |
| Стены | 39,2 | |
| Инфильтрация (из-за неплотностей в стенах, окнах, дверях) | 26,3 | |
| Окна деревянные | 15,1 | |
| Пол | 9,8 | |
| Кровля | 5,8 | |
| Двери | 3,8 |
Проанализировав данные таблицы 1, можно сделать вывод, что для уменьшения тепловых потерь, а следовательно и затрат тепла на их восполение, необходимо утеплять стены и заменять окна на пластиковые стеклопакеты.
Для проведения исследования, системы аккумуляции классифицируем следующим образом:
Традиционно для обеспечения потребителей большим количеством горячей воды применяется схема "Теплообменник + бак-аккумулятор".
Основная нагрузка покрывается производительностью скоростного теплообменнника. В пиковых режимах дополнительный расход воды обеспчивается емкостным баком-аккумулятором запаса горячей воды.
Действительно, при кратковременных пиковых нагрузках, т. е высоком уровне водоразбора и смешанном по времени дополнительном нагреве, такая установка обеспечивает быстрое приготовление горячей воды и полностью покрывает необходимое водопотребление. Такую схему наиболее применять в многоквартирных пжилых домах, где явно выражены часы наибольшего водоразбора.
Альтернативной схемой приготовления большого количества горячей воды является установка емкостных баков-водонагревателей. Отличительной особенностью этих установок является расположение теплообменника внутри бака.
Емкостной водонагреватель может нагревать и сохранять большое количество горячей воды к периоду пикового водоразбора при относительно небольшой мощности нагрева. Независимо от установленной мощности котла в распоряжении имеется весь запас горячей воды бака без задержки по времени, причем водопотребление может происходить в больших количествах.
К основным преимуществам установки емкостных баков-нагревателей относится:
Электрический бак-аккумулятор целесообразно использовать в ночное время суток, когда ночной тариф на электроэнергию ниже дневного и отсутствует пиковое потребление электроэнергии.
Наглядно это продемонстрируем на рисунке 1.
Рисунок 1 - Влияние работы электрического бака-аккумулятора на выравнивание графиков нагрузки
Для нагрева здания рассматриваем радиаторную и напольную системы отопления.
В качестве радиаторной рассматриваем распространенную однотрубную систему отопления. В этих системах радиаторы обеими подводками присоединяются к одному стояку. Такие системы проще монтируются и обеспечивают более равномерный прогрев всех нагревательных приборов. В качестве нагревательных приборов рассмотрим наиболее распространенные в жилых зданиях чугунные радиаторы.
При выборе нагревательных приборов обычно выдвигается ряд требований, на основании которых можно судить о степени их совершенства и производить сравнения. Данные требования формируют по следующим группам:
В качестве элемента конструкции нагревательного прибора под названием "теплый пол" используется часть конструкции пола, что весьма эффективно с точки зрения экономии материалов, а самое главное - места в интерьере. Площадь пола в помещении составляет от единиц до десятков квадратных метров, в то время как площадь теплоотдающей поверхности других отопительных приборов (радиаторов, конветоров и т.д.) в лучшем случае составляет величину, близкую к квадратному метру. благодаря этому "теплые полы" работают при весьма малом температурном перпаде, составляющем от нескольких градусов в помещении с установившимся тепловым режимом до десяти - пятнадцати градусов в режиме форсированного нагрева. Система подходит для любых типов конструкций полов. По виду теплонагревательного элемента различают водяное и электрическое напольное отопление. При водяном напольном отоплении используют трубы, по которым движется теплоноситель. Для подогрева циркулирующей по трубам воды используют тепло от теплоцентрали либо другие различные тисточники энергии. При электрическом отоплении прокладывают кабели. Регулирование температуры пола в системе напольного отопления будет превалировать над остальными отопительными системами. Вид напольного отопления и способы его укладки выбираем исходя из технико-экономических показателей.
Таким образом, основной задачей магистерской работы является объединение всех исследуемых систем аккумуляции энергии с целью оптимизации и количественого определения показателей рассмотренных видов отопления. Для отопительных приборов (радиаторов) необходимо определить плотность удельного теплового потока, для бака-аккумулятора - екость, для теплого пола - мощность. При этом для всех этих показателей необходимо определить температурный график, в котором будет работать комбинированная система отопления.